2023年巖石力學(xué)題庫

第一部分填空題1、巖石力學(xué)定義①巖石力學(xué)是研究巖石的力學(xué)性態(tài)的理論和應(yīng)用的科學(xué)，是探討巖石對其周邊物理環(huán)境中力場的反映的科學(xué)。識記（1分/空)②巖石力學(xué)是研究巖石在荷載作用下的應(yīng)力、變形、破壞規(guī)律以及工程穩(wěn)定性等問題。識記(1分/空)２、巖石力學(xué)研究內(nèi)容①巖石力學(xué)研究的重要領(lǐng)域可概括為基本原理、實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)、實(shí)際應(yīng)用。識記（1分/空)3、巖石力學(xué)研究方法①巖石力學(xué)研究方法重要有工程地質(zhì)研究法、實(shí)驗(yàn)法、數(shù)學(xué)力學(xué)、分析法、綜合分析法。理解(1分／空）4、巖石的常用物理指標(biāo)①在工程上常用到的物理指標(biāo)有：容量、比重、孔隙率、吸水率、膨脹性、崩解性等。識記(1分／空）②巖石的容量是指巖石的單位體積(涉及巖石孔隙體積）的重力，單位是與巖石密度的關(guān)系為：。識記（1分/空）③巖石的密度是指巖石的單位體積的質(zhì)量(涉及孔隙體積)單位是與巖石容重的關(guān)系為:。識記(1分/空）④巖石的比重就是巖石的干的重力除以巖石的實(shí)際體積,再與4。C時(shí)水的容重相比。計(jì)算公式是：。識記(１分/空）⑤孔隙率是指巖石試樣中孔隙體積與巖石試樣總體積的比例,工程設(shè)計(jì)上所用的孔隙率常是運(yùn)用計(jì)算出來。識記(1分/空）⑥孔隙率是反映巖石的密度和巖石質(zhì)量的重要參數(shù)?？紫堵视蟊磉_(dá)巖石中的空隙和細(xì)微裂隙愈多,巖石的抗壓強(qiáng)度隨之是減少。理解（１分／空)⑦表達(dá)巖石吸水能力的物理指標(biāo)有吸水率和飽和吸水率，兩者的比值被稱為飽水系數(shù),它對于判別巖石的抗凍性具有重要意義。理解應(yīng)用（1分/空)⑧巖石的吸水能力大小,一般取決于巖石所含孔隙的多少以及孔隙和細(xì)裂隙的連通情況。巖石中包含的孔隙和細(xì)微裂隙愈多,連通情況愈好,則巖石吸入的水量就愈多。理解（1分/空)⑨巖石的抗凍性就是巖石抵抗凍融破壞的性能，一般用抗凍系數(shù)和重力損失率兩個(gè)物理指標(biāo)來表達(dá)。識記(3分/空)５、巖石的滲透性及水對巖石的性狀影響①巖石的滲透性是指在水壓力的作用下，巖石的孔隙和裂隙透過水的能力。表達(dá)巖石滲透能力的物理指標(biāo)是滲透系數(shù)k。識記(1分/空)②滲透系數(shù)的物理意義是介質(zhì)對某種特定流體的滲透能力,它的大小取決于巖石的物理特性和結(jié)構(gòu)特性。理解（1分／空）③水對巖石性狀的影響重要表現(xiàn)在巖石的抗凍性、膨脹性、崩解性、軟化性。④巖石的軟化是指巖石與水互相作用時(shí)減少強(qiáng)度的性質(zhì),常用的物理指標(biāo)為軟化系數(shù)，即飽和抗壓強(qiáng)度與抗壓強(qiáng)度的比值。識記(1分/空）⑤巖石的膨脹性是指巖石浸水后體積增大的性質(zhì)。這種現(xiàn)象的發(fā)生必備條件是巖石中具有粘土礦物。表達(dá)巖石的膨脹性能的物理指標(biāo)是膨脹力和膨脹率。識記(1分/空）⑥巖石的軟化性是指巖石與水互相作用時(shí)減少強(qiáng)度的性質(zhì)。巖石軟化作用的機(jī)理是由于是水分子進(jìn)入巖石分子間間隙而削弱分子間連結(jié)能力導(dǎo)致。理解識記（２分/空)６、巖體結(jié)構(gòu)①巖體是指在一定地質(zhì)條件下，會有諸如裂隙、書理、層理、斷層等地質(zhì)界面組成的現(xiàn)場巖石。識記(２分／空)②巖石是由液相、固相、氣相三相組成的天然礦物集合體。識記（1分/空）③巖體結(jié)構(gòu)涉及結(jié)構(gòu)面和結(jié)構(gòu)體，從數(shù)量上表達(dá)裂隙的發(fā)育限度的常用指標(biāo)有裂隙頻率和裂隙度。識記（2分/空）④巖體結(jié)構(gòu)面按成因可分為原生結(jié)構(gòu)面、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面及次生結(jié)構(gòu)面三種。識記(1分/空)⑤裂隙頻率（K)是指巖體內(nèi)單位長度直線所穿過裂隙的條數(shù)。識記(2分/空)⑥裂隙度有二向裂隙度和三向裂隙度之分。二向裂隙度是指巖體內(nèi)一個(gè)平行于裂隙的截面口，裂隙的面積與整個(gè)巖石截面積比值,三向裂隙度是指某一組裂隙在巖體中所占總面積與總體積之比。識記（1分/空）⑦巖體的力學(xué)性質(zhì)不同于一般固體介質(zhì),它具有顯著的不連續(xù)性、不均勻性和各向異性。理解（1分/空)⑧描述巖體內(nèi)裂隙發(fā)育限度的指標(biāo)有:裂隙頻率(K)、裂隙度其中裂隙度有二向裂隙度和三向裂隙度之分。識記（1分/空）7、巖體工程分類①米勒(Miｌler）和迪爾提出巖石分類方法考慮了單軸抗壓強(qiáng)度和巖石的彈性模量二個(gè)力學(xué)指標(biāo),根據(jù)巖石的單軸干抗壓強(qiáng)度把巖石化分為五級又根據(jù)模量比把巖石劃分為H、M、Ｌ三級，兩者相結(jié)合把每類巖石劃分了十五個(gè)等級。識記（1分/空）②RMＲ分類即比尼奧斯基巖體工程分類，考慮了巖塊強(qiáng)度、地下水、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)、RQD值等五項(xiàng)因素,進(jìn)行評分。再根據(jù)節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀變化對RMＲ初值加以修正。識記(１分/空)8、巖石的破壞①巖石的破壞形式:脆性破壞、延性破壞、弱面剪切破壞。②巖石的脆性破壞：巖石在達(dá)成破壞時(shí),沒有顯著變形。③巖石的延性破壞:巖石在達(dá)成破壞時(shí),變形量很大,沒有明顯的破壞應(yīng)力。９、巖石力學(xué)強(qiáng)度的定義①巖石的力學(xué)強(qiáng)度是工程設(shè)計(jì)中最重要的力學(xué)指標(biāo)，分別是單軸抗壓強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度。②同一巖石其各種強(qiáng)度中最大的是單軸抗壓強(qiáng)度，中間的是抗剪強(qiáng)度,最小的是單軸抗拉強(qiáng)度。③巖石的抗壓強(qiáng)度就是巖石試件在單軸壓力（無圍壓）作用下，抗壓破壞的極限能力。它在數(shù)值上等于破壞時(shí)的最大壓應(yīng)力。④巖石的抗拉強(qiáng)度就是巖石試件在單軸拉力作用下，抗拉破壞的極限能力，在數(shù)值上等破壞時(shí)的最大拉應(yīng)力。⑤影響巖石抗壓強(qiáng)度的重要因素一般有：礦物成份、結(jié)晶限度和顆粒大小、膠結(jié)情況、生成條件、風(fēng)化作用、密度、水的作用、試件形狀和尺寸、加荷速度等。⑥常用來測定巖石抗拉強(qiáng)度的實(shí)驗(yàn)方法有直接抗接實(shí)驗(yàn),是在拉力機(jī)上進(jìn)行；間接的巴西實(shí)驗(yàn)法（或稱為劈裂法）是在壓力機(jī)上進(jìn)行。⑦巖體的強(qiáng)度不僅與組成巖體的巖石的性質(zhì)有關(guān),并且與巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面有關(guān)，此外，還與其所受的應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。⑧巖石的抗剪強(qiáng)度就是指巖石抵抗剪切破壞（滑力)的能力，用凝聚力C和內(nèi)摩擦角Φ來表達(dá)。⑨常用來測定巖石抗剪強(qiáng)度的室內(nèi)方法有：直接剪切實(shí)驗(yàn)、楔形剪切實(shí)驗(yàn)、三軸壓縮實(shí)驗(yàn)。⑩巖體的抗剪強(qiáng)度常用現(xiàn)場強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)來測定,具體方法有：現(xiàn)場直接剪切實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)場三軸壓縮實(shí)驗(yàn)。⑾在整理直剪實(shí)驗(yàn)資料時(shí),作出實(shí)驗(yàn)破壞全過程曲線,該曲線上,代表裂隙發(fā)展強(qiáng)度(或極限強(qiáng)度）、代表峰值強(qiáng)度、代表剩余強(qiáng)度。eq＼o\ac(○,11)巖石的剪切實(shí)驗(yàn)可分為抗剪斷實(shí)驗(yàn)、抗剪實(shí)驗(yàn)（或稱摩擦實(shí)驗(yàn))以及抗切實(shí)驗(yàn)（在剪切面上不加法向荷載的情況下剪切)三種。１０、巖石的破壞準(zhǔn)則①已學(xué)過的巖石強(qiáng)度破壞準(zhǔn)則有最大正應(yīng)力、最大正應(yīng)變，最大剪應(yīng)力，八面體剪應(yīng)力,莫爾理論及莫爾庫侖準(zhǔn)則,格里菲斯理論，修正的格里菲斯理論，倫特堡理論,經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)則等。②下面四個(gè)公式相應(yīng)的破壞準(zhǔn)則是:（最大正應(yīng)力理論）（最大八面體剪應(yīng)力理論)(最大正應(yīng)變理論）（最大剪應(yīng)力理論)③下面四種破壞準(zhǔn)則的計(jì)算公式是:最大正應(yīng)力理論:最大正應(yīng)變理論:最大剪應(yīng)力理論：八面體剪應(yīng)力理論:④莫爾理論的關(guān)系式是:莫爾庫侖準(zhǔn)則的關(guān)系式是：。兩者的關(guān)系是:莫爾庫侖理論是莫爾理論在低應(yīng)力狀態(tài)下，莫爾包絡(luò)線為直線的一種形式。⑤巖石的性質(zhì)不同莫爾包絡(luò)線的形式不同。對于脆性材料莫爾包絡(luò)線是擺線或雙曲線形式。對于塑性材料莫爾包絡(luò)線是拋物線形式。⑥巖石的性質(zhì)不同莫爾包絡(luò)線的形式不同。對于脆性材料莫爾包絡(luò)線是擺線或雙曲線形式。對于塑性材料莫爾包絡(luò)線是拋物線形式。⑦格里菲斯理論把巖石看作為有細(xì)小裂隙的不均質(zhì)材料，巖石之所以破壞是由于在裂隙邊壁上拉應(yīng)力集中引起細(xì)小裂隙的發(fā)生發(fā)展所致。修正的格里菲斯理論則認(rèn)為巖石破壞除拉應(yīng)力集中所致外，還可以是壓應(yīng)力集中引起裂隙沿裂隙長軸方向發(fā)生剪切破壞。⑧格里菲斯理論把巖石看作有細(xì)小裂隙的不均質(zhì)材料，這種理論適合于“判斷”脆性材料的破壞。⑨不能用于判斷脆性巖石破壞的強(qiáng)度準(zhǔn)則有:最大剪應(yīng)力理論、八面體剪應(yīng)力理論。⑩不能用于判斷塑性巖石破壞的強(qiáng)度準(zhǔn)則有：最大正應(yīng)力理論，最大正應(yīng)變理論。ｅｑ\o＼ac（○,⒒）已知巖塊的內(nèi)摩擦角和內(nèi)聚力,則巖塊的抗壓強(qiáng)度：，理論上的抗拉強(qiáng)度：。eq\ｏ＼ａc（○,⒓)在公式中,代表巖石的單軸抗壓強(qiáng)度。11、巖體強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)面對巖體強(qiáng)度的影響①均質(zhì)巖石破壞面與主應(yīng)力面總成一定的關(guān)系,當(dāng)抗壓破壞時(shí),破裂面與最大主應(yīng)力成角,當(dāng)拉斷時(shí),破裂面就是最大主應(yīng)力面。②實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),當(dāng)結(jié)構(gòu)面處在某種方位時(shí)（用傾角表達(dá))在某些應(yīng)力條件下，破壞不沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生，而是仍在巖石材料內(nèi)發(fā)生。只有當(dāng)?shù)臈l件下,才也許沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生破壞,若圍巖保持不變,當(dāng)結(jié)構(gòu)面傾角的情況下，巖體最易沿結(jié)構(gòu)而破壞。③節(jié)理巖體地下洞室邊墻在結(jié)構(gòu)面傾角情況下，邊墻巖體有處在不穩(wěn)定狀態(tài)的也許。④均質(zhì)巖體內(nèi)某點(diǎn)的應(yīng)力狀態(tài)滿足時(shí)，該點(diǎn)處在穩(wěn)定狀態(tài)。(同莫爾庫侖準(zhǔn)則)12、巖石中水對強(qiáng)度的影響①一般來說,某些巖石受水影響而性質(zhì)變壞重要是由于膠結(jié)物的破壞所致。然而，在大多數(shù)情況中，對巖石強(qiáng)度最有影響的是孔隙和裂隙中的水壓力。②在三軸實(shí)驗(yàn)中隨著孔隙水壓力的減少同種材料從脆性性狀,向延性性狀進(jìn)行變化。即孔隙水壓力的作用是增長材料的脆性性質(zhì)。第二部分單選1、巖石的常用物理指標(biāo)。識記(2分／題)①A．√）B.）C.)D.）②a．(√)b.(）ｃ.()d．()③a.（)b.（）ｃ.（√）d．（）④a.（√）ｂ.()c．（）d.(）⑤a.(√)b.（）c.()d．()2、巖體工程分類⑥模量比是指:識記(2分／題）巖石的單軸抗壓強(qiáng)度和它的彈性模量之比。（√)巖石的彈性模量和它的單軸抗壓強(qiáng)度之比。（）巖體的單軸抗壓強(qiáng)度和它的彈性模量之比。（)巖體的彈性模量和它的單軸抗壓強(qiáng)度之比。（）⑦巖石點(diǎn)荷載強(qiáng)度指數(shù)與單抗干抗壓強(qiáng)度之間關(guān)系:應(yīng)用（2分／題)a．2５倍的點(diǎn)荷載指數(shù)約等于單軸抗干抗壓強(qiáng)度。(√）b．點(diǎn)荷載指數(shù)約等于２5倍的單軸抗干抗壓強(qiáng)度。(）c.５倍的點(diǎn)荷載指數(shù)約等于單軸抗干抗壓強(qiáng)度.()d.點(diǎn)荷載指數(shù)約等于5倍的單軸抗干抗壓強(qiáng)度.()⑧節(jié)理裂隙產(chǎn)狀變化對隧道穩(wěn)定最有利的狀態(tài)是下列那種情況。應(yīng)用(2/題)ａ、節(jié)理走向垂直于隧道軸線，且順傾向開挖。（）b、節(jié)理走向垂直于隧道軸線，且逆傾向開挖傾向。（√）C、節(jié)理走向平行于隧道軸線。（）3、巖石的破壞形式：①巖石內(nèi)結(jié)晶晶格錯位的結(jié)果，引起巖石的a、脆性破壞b、塑性破壞c、弱面剪切破壞②巖石中細(xì)微裂隙的發(fā)生和發(fā)展結(jié)果引起巖石的a、脆性破壞b、塑性破壞ｃ、弱面剪切破壞2、巖石的強(qiáng)度及其實(shí)驗(yàn)③室內(nèi)靜荷載單軸抗壓強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)規(guī)定加荷速度:a.0.5_0．8ＭPa/sb.0．5_１.0MＰa／sc．0.３_0.5MPa/sｄ.０.３_0.8MPa／s④a.b.ｃ.d．⑤巖石的單軸抗壓強(qiáng)度一般與單軸抗拉強(qiáng)度間成下列哪種關(guān)系:a．Ｒc=(１-4)Rtb.Rc＝（４-10)Ｒtc.Ｒt=(1-4)Ｒcd．Rｔ＝(1－4)Ｒc⑥在直剪實(shí)驗(yàn)中，施加一垂直荷載之后,逐漸施加水平荷載，直至試件發(fā)生剪切破壞，試件的體積最終會ａ、始終不變b、減小c、增大⑦三軸壓縮實(shí)驗(yàn)試件的破裂面與大主應(yīng)力之間夾角為：ａ.４5ｏ-φ/２b.45o+φ/2c.45od.9０ｏ⑧同一種巖石其單軸抗壓強(qiáng)度Ｒt，單軸抗拉強(qiáng)度Rc,抗剪強(qiáng)度τf之間一般存在下列哪種關(guān)系a、Ｒt<Ｒc<τfb、Ｒｃ<Rｔ<τｆc、Ｒt<τf<Rc⑨巖石試件中有一結(jié)構(gòu)面,試件在單軸壓縮情況下,若沿結(jié)構(gòu)面破壞，規(guī)定荷載與該結(jié)構(gòu)面法線夾角應(yīng)a.０o附近ｂ.3０o附近ｃ.６0o附近ｄ.9０ｏ附近4、巖石的破壞準(zhǔn)則a．b．c.d.下面巖體的那種應(yīng)力狀態(tài)是穩(wěn)定狀態(tài)a.<sinαb.>ｓｉnαｃ.＝sｉnα a．＝sinαb．=sinαc.＝sinαd．=siｎα④a.b．ｃ.d.a.ｂ．c.d.⑥a.b．c．d.第三部分判斷1、巖石的物理性質(zhì)①巖石是由液相、固相、氣相三相組成的天然礦物集合體。(√）②巖體是指在一定地質(zhì)條件下，會有諸如裂隙、書理、層理、斷層等地質(zhì)界面組成的現(xiàn)場巖石。（√）③巖石的軟化性是指巖石與水互相作用時(shí)減少強(qiáng)度的性質(zhì)。巖石軟化作用的機(jī)理是由于是水分子進(jìn)入巖石分子間間隙而削弱分子間連結(jié)能力導(dǎo)致。(√)④巖石的孔隙愈高，表白空隙和細(xì)裂隙愈多,巖石的強(qiáng)度隨之減少。(√）⑤巖石的飽水系數(shù)越高，其越凍性能越好。（*）⑥巖石的比重取決于組成巖石的礦物比重，大部分比重介于2.50至2.８０之間，一般情況下的酸性巖石的比重要比基性超基性巖石的比重高。(*）２、巖體工程分類⑦巖石質(zhì)量指標(biāo)ROD值即為巖芯采用率。(*）⑧ＲMR分類法考慮了巖石強(qiáng)度、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)及地下水狀態(tài)和RQD值等綜合因素對巖體質(zhì)量進(jìn)行評判。（*)3、巖石的破壞特性①巖體在荷載作用下能承受的最大壓應(yīng)力值叫做單軸抗壓強(qiáng)度()②巖石的脆性破壞是由于巖石中裂隙的發(fā)生和發(fā)展的結(jié)果所致()③巖石的脆性破壞是指巖石在荷載作用下，沒有顯著的變形便忽然破壞（)④巖石在破壞之前的變形很大,且沒有明顯的破壞荷載,這種巖石材料具有脆性特性(）⑤巖石的塑性破壞是由于巖石內(nèi)結(jié)晶品格錯位的結(jié)果所致()４、巖石的強(qiáng)度①巖石的抗壓強(qiáng)度可由單軸壓縮實(shí)驗(yàn)和三軸壓縮實(shí)驗(yàn)獲得()②一般情況下,巖塊在三向應(yīng)力狀態(tài)下抵抗破壞的能力要比單向受力條件下要高。（)③一般而言,結(jié)晶巖石比非結(jié)晶巖的強(qiáng)度高，粗粒結(jié)晶的巖石比細(xì)粒結(jié)晶的巖石強(qiáng)度高。（）④對沉積巖來說，膠結(jié)情況和膠結(jié)物的物質(zhì)組成對強(qiáng)度的影響很大，一般而言，鈣質(zhì)膠結(jié)比泥質(zhì)膠結(jié)和硅膠結(jié)的巖石強(qiáng)度要偏低()⑤把巖塊的各種強(qiáng)度值進(jìn)行對比,一般是抗壓強(qiáng)度>抗剪強(qiáng)度>抗拉強(qiáng)度（）⑥一般情況下,巖體的強(qiáng)度可由巖塊強(qiáng)度來代表。（)5、巖石的破壞準(zhǔn)則①最大正應(yīng)力理論是用來判斷塑性巖石破壞的理論。（）②最大正應(yīng)變理論是用來判斷脆性巖石破壞的理論。()③最大剪應(yīng)力理論是用來判斷塑性巖石破壞的理論。(）④最大剪應(yīng)力理論是用來判斷脆性巖石破壞的理論。(）⑤格里菲里理論把材料看作非均質(zhì)的具有許多細(xì)微裂隙的介質(zhì),其認(rèn)為巖石之所以破壞是由于在孔隙周邊壓應(yīng)力集中引起。⑥根據(jù)莫爾理論可推測巖石的剪切峰值強(qiáng)度只要應(yīng)力組合適合可以無限增大（)⑦根據(jù)莫爾一庫倫準(zhǔn)則可證明均質(zhì)巖石的破壞面法線與大應(yīng)力方向間夾角為()6、巖石中水對強(qiáng)度的影響結(jié)構(gòu)面特性對強(qiáng)度的影響,結(jié)構(gòu)面特性對強(qiáng)度的影響。①巖石中孔隙壓力的作用是可以沖加巖石材料的塑性性質(zhì)。(）②巖石中孔隙水壓力的作用是可以沖加巖石材料的脆性性質(zhì)。（）③巖體受空間應(yīng)力的作用,表達(dá)垂直應(yīng)力,表達(dá)水至應(yīng)力,當(dāng)巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)面的傾角滿足，的條件時(shí)，才也許沿結(jié)構(gòu)面發(fā)生破壞。（）④在低應(yīng)力狀態(tài)下,結(jié)構(gòu)面的粗糙限度對結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度有影響。即結(jié)構(gòu)面粗糙度超高，抗剪強(qiáng)度越大。（)⑤在剪切破壞過程中，試件體積的變化是逐漸減小。()⑥巖體中存在一組互相平等結(jié)構(gòu)面、垂直結(jié)構(gòu)面和平行結(jié)構(gòu)面作抗壓單軸實(shí)驗(yàn)時(shí)，在其它條件不多的情況下兩者所相應(yīng)的峰值強(qiáng)度大小相差很大。()⑦巖體的強(qiáng)度不僅與組成巖體的巖石性質(zhì)有關(guān)，并且與巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面有關(guān),此外,還與其所受的應(yīng)力狀態(tài)及地下水有關(guān)。(）第四部分簡答題1、巖石力學(xué)的定義巖石力學(xué)它是研究巖石的力學(xué)性態(tài)的理論和應(yīng)用的科學(xué)，是探討巖石對其周邊物理環(huán)境中力場反映的學(xué)科,具體而言，研究巖石荷載作用下的應(yīng)力、變形和破壞規(guī)律以及工程穩(wěn)定性等問題。2、巖石力學(xué)研究內(nèi)容巖石力學(xué)的重要領(lǐng)域：a、基本原理，涉及巖石的破壞、斷裂、蠕變以及巖石內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變理論等的研究。b、實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場（原位）實(shí)驗(yàn)，涉及各種靜力和動力方法,以測定巖塊和巖體在靜力和動力荷載下的性狀以及巖體內(nèi)的初始應(yīng)力。C、實(shí)際應(yīng)用方面，涉及地表巖石地基，地表挖掘,地下洞室、光面破碎、巖爆等問題的研究。3、巖石力學(xué)的研究方法巖體力學(xué)研究中必須采用以下幾種研究方法：ａ、工程地質(zhì)研究法。b、實(shí)驗(yàn)法（現(xiàn)場、室內(nèi)）c、數(shù)學(xué)力學(xué)分析法d、綜合分析法4、巖石的物理性質(zhì)①巖石是由幾相組成：由固相、液相、氣相三相組成。（2分)②巖石的常用物理指標(biāo)有哪些？它們與巖石的強(qiáng)度之間大體有什么關(guān)系？巖石的常用物理指標(biāo)有:容量、比重、孔隙率、吸水率、膨脹性、崩解性。與巖石抗壓強(qiáng)度存在一定關(guān)系的物理指標(biāo)有：容量、比重、孔隙率、吸水率，一般是容量、比重越大,巖石抗壓強(qiáng)度越高，孔隙率或吸水率越大,巖石的抗壓強(qiáng)度越低。５、巖石結(jié)構(gòu)何為結(jié)構(gòu)面?結(jié)構(gòu)面按成因分為幾類?研究結(jié)構(gòu)面特性時(shí)應(yīng)從注意那些特性？結(jié)構(gòu)面是指巖體中的各種地質(zhì)界面,它涉及物質(zhì)分異面和不連續(xù)面，諸如層面和斷層面。結(jié)構(gòu)面按成因分為:原生結(jié)構(gòu)面（層理、不整合面、層面、軟算夾層等）、構(gòu)造結(jié)構(gòu)面（斷層、節(jié)理裂隙)、次生結(jié)構(gòu)面。研究結(jié)構(gòu)面時(shí)應(yīng)注意其規(guī)模，物質(zhì)組成及結(jié)合狀態(tài)、連續(xù)性、密集限度等。②具體說明比尼奧斯基巖體工程分類方法的原理,考慮因素及優(yōu)缺陷。（1５分)RMR巖體工程分類方法是——考慮諸各因素綜合分析后對巖體的工程性質(zhì)和性能作出質(zhì)量鑒定。它一方面考慮了組成巖體的巖石材料的抗壓強(qiáng)度,巖石的ＲＱD值、節(jié)理間距、節(jié)理狀態(tài)以及地下水的狀況，另一方面根據(jù)節(jié)理、裂隙產(chǎn)狀變化對以上判斷所得結(jié)論進(jìn)行修正。這種分類方法考慮因素全面，但我們知道,在實(shí)際工程中,巖體穩(wěn)定性與地應(yīng)力場的具體分布有密關(guān)系，而這種分類方法中卻未加考慮。第五部分計(jì)算題1已知巖樣的容重=2２．5kN/m3,比重，天然含水量,試計(jì)算該巖樣的孔隙率n，干容重及飽和容重。2有一長３.０m、截面積0.６m2的大理巖柱體,求在環(huán)境溫度驟然下降40℃條件下,巖柱散失的熱量及因溫差引起的變形大小?(已知大理巖石比熱，線膨脹系數(shù))。3在由中粒花崗巖構(gòu)成的工程巖體中,有三組原生節(jié)理互成直角相交,各組節(jié)理的間距分別為10cm、30ｃm和50cm,試計(jì)算裂隙頻率和結(jié)構(gòu)體的大小,并判斷該巖體屬于哪種結(jié)構(gòu)類型。4據(jù)現(xiàn)場觀測,中?；◢弾r體中節(jié)理均呈微張開(寬度小于１mm），節(jié)理面有輕度風(fēng)化,但保持潮濕狀態(tài),又實(shí)測點(diǎn)荷載指數(shù)為３.5,如按最有利的條件開鑿直徑15m的隧洞，試估算無支護(hù)條件下的洞壁最長穩(wěn)定期間。5將一個(gè)巖石試件進(jìn)行單軸實(shí)驗(yàn)，當(dāng)壓應(yīng)力達(dá)成１00MPa時(shí)即發(fā)生破壞，破壞面與大主應(yīng)力平面的夾角（即破壞所在面與水平面的仰角）為65°,假定抗剪強(qiáng)度隨正應(yīng)力呈線性變化(即遵循莫爾庫倫破壞準(zhǔn)則)，試計(jì)算：１)內(nèi)摩擦角。2)在正應(yīng)力等于零的那個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度。3）在上述實(shí)驗(yàn)中與最大主應(yīng)力平面成３0°夾角的那個(gè)平面上的抗剪強(qiáng)度。4)破壞面上的正應(yīng)力和剪應(yīng)力。5）預(yù)計(jì)一下單軸拉伸實(shí)驗(yàn)中的抗拉強(qiáng)度。６)巖石在垂直荷載等于零的直接剪切實(shí)驗(yàn)中發(fā)生破壞,試畫出這時(shí)的莫爾圓。6將直徑為５cｍ的巖心切成厚度為2.5ｃm的薄巖片,然后進(jìn)行劈裂實(shí)驗(yàn)，當(dāng)荷載達(dá)成50０0N時(shí),巖片即發(fā)生開裂破壞，試計(jì)算試件的抗拉強(qiáng)度。7巖石試件的單軸抗壓強(qiáng)度為120MPa,泊松比。1）巖石試件在三軸實(shí)驗(yàn)中破壞,破壞時(shí)的最小主應(yīng)力為90ＭＰa，中間主應(yīng)力為160MPa,試根據(jù)八面體剪應(yīng)力理論的破壞準(zhǔn)則及最大正應(yīng)變理論的破壞準(zhǔn)則推算這時(shí)的最大主應(yīng)力；8設(shè)巖體內(nèi)有一組節(jié)理，其傾角為,節(jié)理面上的凝聚力為kPa,內(nèi)摩擦角為，孔隙水壓力,邊墻巖體內(nèi)大主應(yīng)力為垂直方向ｋPａ,在這巖體內(nèi)開挖一個(gè)洞室，必須對邊墻施加１4０kPa的水平壓力才干使邊墻穩(wěn)定，試推算節(jié)理面上的孔隙水壓力。９在用地震波法動力測試中，已經(jīng)測得縱波波速,橫波波速,設(shè)巖體的密度，試計(jì)算E和。1０在圓形實(shí)驗(yàn)洞的洞壁上的測點(diǎn)１處進(jìn)行應(yīng)力測量（用應(yīng)力解除法）,應(yīng)變花按等邊三角形布置,見題5-1圖中黑粗線，其中有一應(yīng)變元件布置成與z軸平行量測(見題5-１圖)。今測得三個(gè)方向的應(yīng)變?yōu)椋海?，已知巖石的彈性模量E＝4×104ＭＰa，泊松比=０.2５。１)試求測點(diǎn)1處的大小主應(yīng)變、以及它們的方位。２)試求大、小主應(yīng)力、。3)試求該點(diǎn)處的縱向應(yīng)力（即沿z方向的法向應(yīng)力）。4)今在與點(diǎn)1同一橫斷面上的測點(diǎn)2處測得切向應(yīng)力=10.8ＭPa，試求巖體的初始應(yīng)力和。１1今在的均質(zhì)石灰?guī)r體地表下100m深度處開挖一個(gè)圓形洞室,已知巖體的物理力學(xué)性指標(biāo)為:kＮ/m３,C＝０.3ＭPａ,=36°試問洞壁是否穩(wěn)定？12設(shè)有一排寬度為1５m、高度h=7．5m的圓角矩形洞室。它們的間距(中心到中心）為2５ｍ。這排洞室在均質(zhì)、各向同性的砂巖中的3０0m深度處。巖體的物理力學(xué)性指標(biāo)為:＝２5．6ｋＮ/ｍ3,抗壓強(qiáng)度=1０0MＰa,抗拉強(qiáng)度=１0MPa,泊松比=0.５，，試求洞群的安全系數(shù)。１3在地下５0m深度處開挖一地下洞室，其斷面尺寸為5ｍ×5m。巖石性質(zhì)指標(biāo)為:凝聚力c＝200kPa,內(nèi)摩擦角,容重＝25kN/ｍ3,側(cè)壓力系數(shù)。已知側(cè)壁巖石不穩(wěn),試用太沙基公式計(jì)算洞頂垂直山巖壓力及側(cè)墻的總的側(cè)向山巖壓力。14某圓形隧洞直徑8m,圍巖裂隙很發(fā)育,且裂隙中有泥質(zhì)填充。隧洞埋深為1２０m，圍巖的力學(xué)指標(biāo)為：c=４00kPａ,=40°，考慮到隧洞襯砌周邊的回填不夠密,凝聚力和內(nèi)摩擦角均有相應(yīng)的減少。１)試求塑性松動圈子的厚度(?。?=0.25c）;2)試求松動壓力。15某地?cái)M開挖大跨度的圓形隧洞，需事先擬定開挖后洞壁的應(yīng)力值。為此在附近相同高程的實(shí)驗(yàn)洞內(nèi)作了巖體應(yīng)力測量工作，測得天然應(yīng)力為：MPa，＝2MPa,試求開挖后洞壁A、Ｂ、Ｃ三點(diǎn)的應(yīng)力。16在上題中,將洞室改為寬高比B/ｈ＝０.5的橢圓洞室,試計(jì)算相應(yīng)點(diǎn)Ａ、B的應(yīng)力；另一方面改為B/h=2的橢圓洞室，計(jì)算相應(yīng)點(diǎn)Ａ、B的應(yīng)力,試討論三種情況中哪一種最有利,哪一種最不利。17設(shè)有一直墻拱頂?shù)叵露词?圍巖中有一組結(jié)構(gòu)面，其傾角=４6°。結(jié)構(gòu)面的強(qiáng)